客觀日本

日本量子科學技術研究開發機構的最大規模核融合實驗裝置今秋投入使用

2022年03月03日 能源環境

作爲不排放溫室氣體的創新發電技術,核融合備受關注。日本量子科學技術研究開發機構(QST)的全球最大規模核融合實驗裝置「JT-60SA」(以下簡稱SA)將於2022年秋季全面投入使用。核融合需要先進的電漿控制技術等,在去碳背景下,全球的開發勢頭不斷高漲。

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核融合實驗裝置「JT-60SA」(圖片由量子科學技術研究開發機構提供)

岸田文雄首相在1月份舉行的施政方針演講中提到核融合是實施碳中和的技術選項之一。首相在國會演講中提到核融合非同尋常,爲此,日本政府計劃針對實用化制定了國家戰略。

核融合的燃料爲氫的同位素「氘」和「氚」。將超高溫氫電漿封入真空容器中,在與太陽内部相同的核融合反應中,氘和氚一起轉化爲氦的程序中會產生大量能量。

專案概要
名稱 JT-60SA(Super Advanced)
内容 驗證高溫高壓電漿的穩定維持技術,爲實施核融合發電奠定基礎
時間 2007年開始建設,預定2022年正式投入使用
建設費用 JT-60SA主體爲435億日元(其中一半費用爲歐洲方面以實物提供)
參與機構 量子科學技術研究開發機構主導,日歐有很多大學和企業參與

設置在QST那珂研究所(茨城縣那珂市)的SA是將氫電漿封閉在一個環形真空容器中的「托卡馬克型」裝置。與其前身「JT-60」相比,特點是真空容器大了一圈,並且使用蠻力的超導磁鐵來封閉電漿。原計劃2021年春正式投入使用,但試運行期間部分裝置發生了短路,需要進行維修。現在的目標是2022年秋首次生成電漿。

SA將用來支援和補全正在法國建設的全球最大規模國際熱核融合實驗反應器(ITER)。ITER是日美歐及中國和印度等的國際聯合專案,計劃2025年竣工。如果應答電漿能維持400~600秒,且輸出能量大於輸入能量,各參與國就有望向實際發電的「核融合原型反應爐」邁進。

SA不使用氚,電漿可以維持100秒左右。QST量子能源部門主任慄原研一表示:「將驗證ITER長時間維持電漿所需的技術,並將成果用於ITER」。

QST還將致力於外圍技術的開發。例如從海水中回收鋰的技術。這是對核融合反應爐很重要的資源,還考慮用於鋰離子電池製造。

日文:瀧順一 編輯委員、《日本經濟新聞》,2022/02/21
中文:JST客觀日本編輯部